نوار نیوبیوم: تولید، خواص، کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

نیوبیوم یک عنصر شیمیایی با 41 شماره سریال است. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم کشف شد، اما شناخت آن با 150 سال به تعویق افتاد. تنها در سال 1950، با تصمیم اتحادیه بین المللی شیمی کاربردی و نظری، اتم سلول خود را در سیستم تناوبی مندلیف اختصاص داد.

به منظور استفاده از ویژگی های مفید عنصر در صنعت، نوار نیوبیم از آن ساخته می شود. به خودی خود هیچ چیز منحصر به فردی ندارد. پتانسیل کامل آن هنگام ایجاد آلیاژها، محلول‌ها و سایر ترکیبات آشکار می‌شود.

استخراج نیوبیوم

غنی سازی سنگ معدن نیوبیم فرآیندی بسیار پیچیده و پرهزینه است. زیرا محتوای آن در یک تن سنگ از 24 گرم تجاوز نمی کند. علاوه بر این، تشخیص این عنصر از تانتالیوم به دلیل خواص شیمیایی مشابه بسیار دشوار است.

در شرایط طبیعی، فقط به صورت پراکنده - در سنگ های آذرین و کریستال ها، و همچنین در ترکیب برخی از مواد معدنی - پیروکلر، لوپاریت، کلمبیت-تانتالیت وجود دارد. این عنصر جدول تناوبی عمدتاً از آن استخراج می شودترکیبات ارائه شده تولید نیوبیم شامل سه مرحله است:

1. سنگ با محتوای بالای نیوبیم را کاوش کنید.
2. جداسازی نیوبیم از تانتالیوم و به دست آوردن ترکیبات خالص آنها.
3. ترمیم و خالص سازی فلز و آلیاژهای آن از ناخالصی ها.

چرخه تولید بر اساس فرآیندهای حرارتی با دمای بالا با استفاده از آلومینیوم، سدیم یا کربن است. نوارهای نیوبیوم مستقیماً با فشار دادن پودر، تف جوشی پودر "مکعب" در خلاء، و همچنین ذوب قوس الکتریکی پرتو به دست می آیند.

خواص مفید

نیوبیم به دلیل ویژگی های برجسته اش در بسیاری از صنایع استفاده می شود. برای تسهیل فرآیند وارد کردن عنصر به فرمول ترکیب پایه، محصولات نورد مختلفی از جمله نوار نیوبیوم تولید می شود. ماده فعال اصلی در این مورد کاربید نیوبیم است که تأثیر مفیدی بر خواص مکانیکی مواد دارد.

برای آلیاژ کردن یک تن فولاد فقط 200 گرم نیوبیم لازم است. آلیاژ حاصل با سختی و شکل پذیری بالا، شکنندگی کم و مقاومت در برابر خوردگی بهتر متمایز می شود. این عنصر همچنین برای محافظت از فلزات غیر آهنی، به ویژه آلومینیوم، از قلیایی ها و اسیدها استفاده می شود.

استفاده از نیوبیم

نوار نیوبیم اغلب به عنوان یک افزودنی آلیاژی در ساخت آلیاژهایی از فلزات غیرآهنی و آهنی استفاده می شود. زمینه های اصلی استفاده از نیوبیم علوم موشکی، مهندسی رادیو و الکترونیک، شیمی استمهندسی دستگاه، هوانوردی و مهندسی فضا.

استفاده از نیوبیم فلزی یا خالص به دلیل تعدادی از خواص مفید آن است. در این میان، نسوز، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت افزایش مقاومت حرارتی مواد و قابلیت رسانایی آنها برجسته است.

کیفیت منحصر به فرد نوار نیوبیوم برهمکنش تقریباً صفر با ایزوتوپ های اورانیوم در دمای تا 1100 درجه سانتیگراد است. علاوه بر این، اتم دارای رادیواکتیویته مصنوعی پایینی است. همه اینها اجازه می دهد تا از آن برای محافظت از راکتورهای هسته ای و همچنین ظروف برای ذخیره سوخت رادیواکتیو مصرف شده استفاده شود.

محصولات نیوبیوم

محصولات فلزی نیوبیوم عمدتاً برای رفع نیازهای صنعت هسته ای استفاده می شود. در اینجا پوسته هایی برای عناصر سوخت اورانیوم و پلوتونیوم، ظروف ذخیره فلزات مایع، زباله های رادیواکتیو از آن به دست می آید.

محصولات Niobium برای ایجاد تجهیزات محاسباتی سنگین استفاده می شوند. با کمک آن، مقاومت هادی ها کاهش می یابد، در نتیجه کرایوترون ها - عناصر کامپیوتری با رسانایی فوق العاده بالا به دست می آیند. در اتریش، از آلیاژ نقره و نیوبیم برای ضرب سکه های کلکسیونی استفاده می شد.